[经典文献 7] Optica - Spectral DiffuserCam：基于光谱滤光片阵列的无透镜快照高光谱成像

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研究成果于 2020 年 9 月 29 日以题为“Spectral DiffuserCam: lensless snapshot hyperspectral imaging with a spectral filter array”发表在《Optica》上。

本文第一作者为 Kristina Monakhova、Kyrollos Yanny，通讯作者为 Kristina Monakhova。

图文速览

图1：Spectral DiffuserCam 成像流程概述

图2：多路复用的动机：高数值孔径 (NA) 镜头可以捕捉高分辨率的空间信息，但会遗漏黄色点源，因为它会聚焦在专为蓝光设计的光谱滤光片像素上。低数值孔径 (NA) 镜头会将每个点源的图像模糊到与光谱滤光片超像素相同的大小，从而以较低的空间分辨率为代价捕捉精确的光谱。 DiffuserCam 方法将来自每个点源的光多路复用到多个超像素上，从而能够在不牺牲空间分辨率的情况下通过计算恢复点源及其光谱。

图3：场景中两个不同颜色点源的图像形成模型，每个点源的窄带辐照度中心分别位于 （黄色）和 （红色）。最终测量值是阵列中每个光谱滤光片波段贡献的总和。由于无透镜架构的空间复用，所有场景点  都会将信息投射到多个光谱滤光片上，因此可以通过求解逆问题，从单幅图像中恢复出高分辨率的高光谱立方体。

图4：Spectral DiffuserCam 的实验校准